Circuit intégré numérique
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Les circuits intégrés numériques concernent les circuits intégrés opérant en logique Booléenne aussi appelée logique tout-ou-rien (TOR).
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Caractéristiques
Les caractéristiques des circuits intégrés numériques sont normalisées : la lettre 'I’input désigne l’entrée, 'O’output la sortie, 'H' 'high' l’état haut; 'L’low l’état bas.
Alimentation du boîtier
La plage d’alimentation dépend de la technologie utilisée. Elle est généralement de 5V pour les composants anciens (TTL), et de 3,3V, 2,5V voire moins pour les technologies récentes (CMOS, LV-CMOS ...).
La consommation
La puissance électrique consommée dépend de la technologie usitée (finesse de la gravure du silicium), et augmente linéairement avec la fréquence et au carré de la tension d'alimentation.
C'est pourquoi les technologies les plus récentes utilisent des tensions d'alimentation de plus en plus faibles pour pouvoir augmenter la fréquence de fonctionnement sans risquer la destruction par échauffement.
Grandeurs d’entrée-sortie
Tensions
- Tension d’entrée niveau haut
- VIH est la tension requise pour être considérée comme un 1 logique en entrée. Une tension inférieure risque d’être mal interprétée par l’étage d’entrée.
- Tension d’entrée niveau bas
- VIL est la tension requise pour être considérée comme un 0 logique en entrée. Une tension supérieure risque d’être mal interprétée par l’étage d’entrée.
- Tension de sortie niveau haut
- VOH est la tension fournie pour être considérée comme un 1 logique en sortie. La valeur minimale est indiquée par le constructeur.
- Tension de sortie niveau bas
- VOL est la tension fournie pour être considérée comme un 0 logique en sortie. La valeur maximale est indiquée par le constructeur.
Courants
- Courant d’entrée niveau haut
- IIH est le courant traversant l’entrée lorsqu’une tension de niveau haut est appliquée.
- Courant d’entrée niveau bas
- IIL est le courant traversant l’entrée lorsqu’une tension de niveau bas est appliquée.
- Courant de sortie niveau haut
- IOH est le courant traversant la sortie lorsqu’une tension de niveau haut est fournie.
- Courant d’entrée niveau bas
- IOL est le courant traversant la sortie lorsqu’une tension de niveau bas est fournie.
La sortance ou facteur de charge
La sortance ou facteur de charge est le nombre de maximal d’entrées d’autres circuits intégrés numériques qui peuvent être pilotés par la sortie.
Les retards de propagation
Le signal traversant le circuit intégré est toujours retardé par :
- le temps de montée tPLH lors d’une transition du zéro logique vers le un logique ;
- le temps de descente tPLH lors d’une transition du un logique vers le zéro logique.
Le produit vitesse-consommation
Le produit du retard de propagation et de la puissance de consommation est un indice de performance du circuit.
L’immunité au bruit
Les champs électriques et magnétiques de l’environnement peuvent induire des signaux parasites, l’immunité au bruit est la capacité d’un circuit intégré à tolérer les signaux parasites.
Logique à injection et à absorption de courant
La technologie différencie les circuits intégrés qui fournissent ou absorbent un courant.
Échelle d’intégration
L’échelle d’intégration défini le nombre de portes contenu dans le boîtier du circuit intégré.
Technologies
TTL
La technologie transistor transistor logic utilise principalement des transistors à jonction.
CMOS
La technologie complementary metal oxyd semi conductor utilise principalement des transistors à effet de champ.
Hybride
Il existe de nombreuse technologies hybrides entre TTL et CMOS et chaque année de nouvelles sont inventées.